Ⅰ 計算機的網路操作系統分為幾類
網路操作系統(NOS),是網路的心臟和靈魂,是向網路計算機提供網路通信和網路資源共享功能的操作系統。它是負責管理整個網路資源和方便網路用戶的軟體的集合。由於網路操作系統是運行在伺服器之上的,所以有時我們也把它稱之為伺服器操作系統。
網路操作系統與運行在工作站上的單用戶操作系統(如WINDOWS98等)或多用戶操作系統由於提供的服務類型不同而有差別。一般情況下,網路操作系統是以使網路相關特性最佳為目的的。如共享數據文件、軟體應用以及共享硬碟、列印機、數據機、掃描儀和傳真機等。一般計算機的操作系統,如DOS和OS/2等,其目的是讓用戶與系統及在此操作系統上運行的各種應用之間的交互作用最佳。
目前區域網中主要存在以下幾類網路操作系統:
1. Windows類
對於這類操作系統相信用過電腦的人都不會陌生,這是全球最大的軟體開發商--Microsoft(微軟)公司開發的。微軟公司的Windows系統不僅在個人操作系統中佔有絕對優勢,它在網路操作系統中也是具有非常強勁的力量。這類操作系統配置在整個區域網配置中是最常見的,但由於它對伺服器的硬體要求較高,且穩定性能不是很高,所以微軟的網路操作系統一般只是用在中低檔伺服器中,高端伺服器通常採用UNIX、LINUX或Solairs等非 Windows操作系統。在區域網中,微軟的網路操作系統主要有:Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server,以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等,工作站系統可以採用任一Windows或非Windows操作系統,包括個人操作系統,如Windows 9x/ME/XP等。
在整個Windows網路操作系統中最為成功的還是要算了Windows NT4.0這一套系統,它幾乎成為中、小型企業區域網的標准操作系統,一則是它繼承了Windows家族統一的界面,使用戶學習、使用起來更加容易。再則它的功能也的確比較強大,基本上能滿足所有中、小型企業的各項網路求。雖然相比Windows 2000/2003 Server系統來說在功能上要遜色許多,但它對伺服器的硬體配置要求要低許多,可以更大程度上滿足許多中、小企業的PC伺服器配置需求。
2. NetWare類
NetWare操作系統雖然遠不如早幾年那麼風光,在區域網中早已失去了當年雄霸一方的氣勢,但是NetWare操作系統仍以對網路硬體的要求較低(工作站只要是286機就可以了)而受到一些設備比較落後的中、小型企業,特別是學校的青睞。人們一時還忘不了它在無盤工作站組建方面的優勢,還忘不了它那毫無過份需求的大度。且因為它兼容DOS命令,其應用環境與DOS相似,經過長時間的發展,具有相當豐富的應用軟體支持,技術完善、可靠。目前常用的版本有 3.11、3.12和4.10 、V4.11,V5.0等中英文版本,NetWare伺服器對無盤站和游戲的支持較好,常用於教學網和游戲廳。目前這種操作系統有市場佔有率呈下降趨勢,這部分的市場主要被Windows NT/2000和Linux系統瓜分了。
3. Unix系統
目前常用的UNIX系統版本主要有:Unix SUR4.0、HP-UX 11.0,SUN的Solaris8.0等。支持網路文件系統服務,提供數據等應用,功能強大,由AT&T和SCO公司推出。這種網路操作系統穩定和安全性能非常好,但由於它多數是以命令方式來進行操作的,不容易掌握,特別是初級用戶。正因如此,小型區域網基本不使用Unix作為網路操作系統, UNIX一般用於大型的網站或大型的企、事業區域網中。UNIX網路操作系統歷史悠久,其良好的網路管理功能已為廣大網路用戶所接受,擁有豐富的應用軟體的支持。目前UNIX網路操作系統的版本有:AT&T和SCO的UNIXSVR3.2、SVR4.0和SVR4.2等。UNIX本是針對小型機主機環境開發的操作系統,是一種集中式分時多用戶體系結構。因其體系 結構不夠合理,UNIX的市場佔有率呈下降趨勢。
4. Linux
這是一種新型的網路操作系統,它的最大的特點就是源代碼開放,可以免費得到許多應用程序。目前也有中文版本的Linux,如REDHAT(紅帽子),紅旗 Linux等。在國內得到了用戶充分的肯定,主要體現在它的安全性和穩定性方面,它與Unix有許多類似之處。但目前這類操作系統目前使仍主要應用於中、高檔伺服器中。
總的來說,對特定計算環境的支持使得每一個操作系統都有適合於自己的工作場合,這就是系統對特定計算環境的支持。例如,Windows 2000 Professional適用於桌面計算機,Linux目前較適用於小型的網路,而Windows 2000 Server和UNIX則適用於大型伺服器應用程序。因此,對於不同的網路應用,需要我們有目的有選擇合適地網路操作系統。
Ⅱ 網路管理系統由哪些部分組成
網路管理員級考試大綱
一、考試說明
1.考試要求:
(1)熟悉計算機系統基礎知識;
(2)熟悉數據通信的基本知識;
(3)熟悉計算機網路的體系結構,了解TCP/IP協議的基本知識;
(4)熟悉常用計算機網路互連設備和通信傳輸介質的性能、特點;
(5)熟悉Internet的基本知識和應用;
(6)掌握區域網體系結構和區域網技術基礎;
(7)掌握乙太網的性能、特點、組網方法及簡單管理;
(8)掌握主流操作系統的安裝、設置和管理方法;
(9)熟悉DNS、WWW、MAIL、FTP和代理伺服器的配置和管理;
(10)掌握Web網站的建立、管理與維護方法,熟悉網頁製作技術;
(11)熟悉綜合布線基礎技術;
(12)熟悉計算機網路安全的相關問題和防範技術;
(13)了解計算機網路有關的法律、法規,以及信息化的基礎知識;
(14)了解計算機網路的新技術、新發展;
(15)正確閱讀和理解本領域的簡單英文資料。
2.本考試的合格人員能夠進行小型網路系統的設計、構建、安裝和調試,中小型區域網的運行維護和日常管理,根據應用部門的需求,構建和維護Web網站,進行網頁製作,具有助理工程師(或技術員)的實際工作能力和業務水平。
3.本考試設置的科目包括:
(1)計算機與網路基礎知識,考試時間為150分鍾,筆試;
(2)網路系統的管理與維護,考試時間為150分鍾,筆試。
二、考試范圍
考試科目1:計算機與網路基礎知識
1.計算機科學基礎
1.1 數制及其轉換
二進制、十進制和十六進制等常用數制及其相互轉換
1.2 數據的表示
數的表示(原碼、反碼、補碼表示,整數和實數的機內表示)
非數值表示(字元和漢字表示、聲音表示、圖像表示)
校驗方法和校驗碼(奇偶校驗)
1.3 算術運算
計算機中的二進制數運算方法
2.計算機系統基礎知識
2.1 硬體基礎知識
計算機系統的結構和工作原理
CPU的結構、特徵、分類及發展
存儲器的結構、特徵分類及發展
I/O介面、I/O設備和通信設備
2.2 軟體基礎知識
操作系統的類型、配置
操作系統的功能
資料庫系統基礎知識
應用軟體的安裝與配置
網路管理軟體的功能
3.計算機網路基礎知識
3.1 數據通信基礎知識
數據信號、信道的基本概念
數據通信模型的構成
數據傳輸基礎知識
數據編碼的分類和基本原理
多路復用技術的分類、基本原理和應用領域
數據交換技術的分類、基本原理和性能特點
3.2 計算機網路基礎知識
計算機網路的概念、分類和構成
協議的概念,開放系統互連參考模型的結構及各層的功能
TCP/IP協議的概念及IP數據報的格式、IP地址、子網掩碼和域名
3.3 區域網技術基礎
IEEE802參考模型
區域網拓撲結構
區域網媒體訪問控制技術CSMA/CD
乙太網的發展歷程
乙太網的分類及各種乙太網的性能特點
乙太網技術基礎、IEEE802.3幀結構、乙太網跨距
交換型乙太網、全雙工乙太網的基本原理和特點
4.計算機網路應用基礎知識
4.1 網際網路應用基礎知識
網際網路的概念、起源和提供的基本服務,以及我國的網際網路現狀
通過PSTN、ISDN、ADSL和區域網拉入網際網路的基本原理和特性
WWW、主頁、超級鏈接、HTML的概念及應用
電子郵件、FTP、Telnet、BBS、ICQ、網路新聞組、網路傳真、網路視頻會議、電子商務和電子政務的概念及應用
4.2 網路操作系統基礎知識
網路操作系統的概念、結構和特點
Windows操作系統的安裝、配置和基本應用
Linux操作系統的安裝、配置和基本應用、KDE環境和Linux操作命令
4.3 應用伺服器基礎知識
DNS服務的基本原理
WWW服務的基本原理
FTP服務的基本原理
電子郵件服務的基本原理
5.網路管理基礎知識
5.1 網路管理基本概念
網路管理的概念、功能、網路管理標准和網路管理模型
簡單網路管理協議SNMP概述、管理信息庫、SNMP操作
5.2 網路管理系統基礎知識
網路管理系統概念
Sniffer的功能和特點
6.網路安全基礎知識
可信計算機系統評估准則
網路安全漏洞
網路安全控制技術
防火牆基本原理
入侵檢測系統的功能和基本原理
漏洞掃描系統的功能和基本原理
網路防病毒系統的功能和基本原理
CA中心建設的概念和基本原理
容災系統
應急處理常用方法和技術
7.標准化基礎知識
標准化機構
常用的國內外IT標准
8.信息化基本知識
信息化概念
有關的法律、法規
9.與網路系統有關的新技術、新方法的概念
無線個人網、無線區域網、無線城域網和無線廣域網的標准
無線區域網的拓撲結構、媒體訪問控制方式和擴頻技術,IEEE802.11
新一代網路管理系統
新一代網路技術(Ipv6,3G)
網路
10.專業英語
掌握計算機技術的基本英文詞彙
能正確閱讀和理解本領域的簡單英文資料
考試科目2:網路系統的管理與維護
1.小型計算機區域網的構建
組網設計
組網技術選擇
組網設備選擇及部署
設備配置和管理
劃分VLAN
2.綜合布線
綜合布線概念、組成、設計及依據的標准
綜合布線基礎環境准備
線纜及相關硬體的選擇與安裝
綜合布線系統的性能指標及測試流程
3.小型計算機區域網伺服器配置
IP地址、子網掩碼的規劃配置
DNS伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
電子郵件伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
FTP伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
代理伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
DHCP伺服器的安裝與設置
4.Web網站的建立、管理維護以及網頁製作
Web網路的規劃、建設、管理與維護
使用HTML和相關軟體進行網頁設計與製作(如選用Photoshop、Flash、Fireworks或Dreamweaver等)
JSP、ASP、XML等動態網頁編程技術的基本概念
5.網路系統的運行、維護和管理
使用網路管理軟體對網路的配置、安全、性能、故障、計費進行監督和管理
簡單網路故障的分析、定位、診斷和排除
小型網路的維護策略、計劃和實施
數據備份和數據恢復
系統性能分析,系統潛在問題分析
6.防火牆技術
網路病毒防護策略
防火牆的配置策略
入侵處理策略
漏洞處理策略
考試科目2:網路系統的管理與維護
1.小型計算機區域網的構建
組網設計
組網技術選擇
組網設備選擇及部署
設備配置和管理
劃分VLAN
2.綜合布線
綜合布線概念、組成、設計及依據的標准
綜合布線基礎環境准備
線纜及相關硬體的選擇與安裝
綜合布線系統的性能指標及測試流程
3.小型計算機區域網伺服器配置
IP地址、子網掩碼的規劃配置
DNS伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
電子郵件伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
FTP伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
代理伺服器的規劃、設置和維護(Linux環境和Windows環境)
DHCP伺服器的安裝與設置
4.Web網站的建立、管理維護以及網頁製作
Web網路的規劃、建設、管理與維護
使用HTML和相關軟體進行網頁設計與製作(如選用Photoshop、Flash、Fireworks或Dreamweaver等)
JSP、ASP、XML等動態網頁編程技術的基本概念
5.網路系統的運行、維護和管理
使用網路管理軟體對網路的配置、安全、性能、故障、計費進行監督和管理
簡單網路故障的分析、定位、診斷和排除
小型網路的維護策略、計劃和實施
數據備份和數據恢復
系統性能分析,系統潛在問題分析
6.防火牆技術
網路病毒防護策略
防火牆的配置策略
入侵處理策略
漏洞處理策略
Ⅲ 如何建立一個內部網路管理系統
至少其中有個主機WIN 2000安裝了IIS,配置一個伺服器,然後區域網內的電腦聯到這個主機,通過主機發送郵件。當然,這些都是IP顯示。
至於IP,可以採用固定IP的設置。
你要用域名。。就得找找相關的軟體,比如花生殼的解析。
或者你主機用的是電信的固定IP,把域名mail.XXX.com指向你這個IP也可以。
Ⅳ 當前有哪些流行網路管理系統各有何特點
我覺得天易成網管很不錯的!
它除了能限制QQ等聊天軟體、限制迅雷等下載軟體、監控魔獸等網路游戲、限制網頁瀏覽、綁定IP等網路管理軟體常規的功能之外,其獨創特色為在於:
1、遠程監控——即利用互聯網上的一台電腦管理區域網所有電腦!
2、QQ黑白名單管理——指定區域網每台電腦上只能登陸指定的QQ;
3、監控論壇發帖內容及各種郵件內容;
4、智能速度限制VIP功能——使用本策略的主機將擁有相當於其他主機N倍的速度,N越大,速度越快。
你可以在網上搜一下,下載一個試試哈!
Ⅳ 計算機網路系統由什麼組成
早期的計算機網路是由計算機——通信路線——終端組成系統。
第一代計算機網路---遠程終端聯機階段。
第二代計算機網路---計算機網路階段。
第三代計算機網路---計算機網路互聯階段。
第四代計算機網路---國際互聯網與信息高速公路階段。
(5)本機電腦網路管理系統擴展閱讀:
三個階段的演進:
1、從單個網路ARPAnet向互聯網發展:1969年美國國防部創建了第一個分組交換網ARPAnet只是一個單個的分組交換網,所有想連接在它上的主機都直接與就近的結點交換機相連,它規模增長很快,到70年代中期,人們認識到僅使用一個單獨的網路無法滿足所有的通信問題。
於是ARPA開始研究很多網路互聯的技術,這就導致後來的互聯網的出現。1983年TCP/IP協議稱為ARPAnet的標准協議。同年,ARPAnet分解成兩個網路,一個進行試驗研究用的科研網ARPAnet,另一個是軍用的計算機網路MILnet。1990,ARPAnet因試驗任務完成正式宣布關閉。
2、建立三級結構的網際網路:1985年起,美國國家科學基金會NSF就認識到計算機網路對科學研究的重要性,1986年,NSF圍繞六個大型計算機中心建設計算機網路NSFnet,它是個三級網路,分主幹網、地區網、校園網。它代替ARPAnet成為internet的主要部分。
1991年,NSF和美國政府認識到網際網路不會限於大學和研究機構,於是支持地方網路接入,許多公司的紛紛加入,使網路的信息量急劇增加,美國政府就決定將網際網路的主幹網轉交給私人公司經營,並開始對接入網際網路的單位收費。
3、多級結構網際網路的形成:1993年開始,美國政府資助的NSFnet就逐漸被若干個商用的網際網路主幹網替代。
這種主幹網也叫網際網路服務提供者ISP,考慮到網際網路商用化後可能出現很多的ISP,為了使不同ISP經營的網路能夠互通,在1994創建了4個網路接入點NAP分別由4個電信公司經營,本世紀初,美國的NAP達到了十幾個。
NAP是最高級的接入點,它主要是向不同的ISP提供交換設備,使它們相互通信。網際網路已經很難對其網路結構給出很精細的描述,但大致可分為五個接入級:網路接入點NAP,多個公司經營的國家主幹網,地區ISP,本地ISP,校園網、企業或家庭PC機上網用戶。
Ⅵ 網路管理系統的系統特點
隨著我國計算機網路的發展和5G時代的來臨,國內網路建設突飛猛進、網路設施規模不斷增加,業務功能越來越強。傳統網路管理方式工作量大、效率低,故而基於三層組織架構的網路管理系統因其易管理、功能強大、可擴展等突出優勢成為未來網路管理系統的發展方向。此外,隨著新興技術的出現,網路管理行業進入了全新發展模式,因此具有智能故障診斷功能的網路管理系統也成為實際的需求和行業重點研究內容之一。
本文在全面綜述的基礎上,深入分析了基於人工智慧技術在網路診斷中的應用,在此基礎上重點研究了以路由介面為對象的BP網路故障診斷模型。論文採用6種物理故障指標、9種運行狀態指標,訓練獲得針對網路介面故障的BP神經網路診斷模型。以此為基礎,經需求分析,根據實際應用設計並實現了智能網路管理系統,系統主要包括:用戶管理、網路監測、配置管理、和故障診斷四個模塊,用戶管理模塊用於記錄管理員相關信息;配置管理模塊可通過Web頁面對網路設備進行配置;故障診斷模塊作為論文研究的重點,採用BP網路故障診斷模型實現網路故障的分析與診斷;網路監測模塊展示網路設備運行參數與運行狀態。
本文將BP神經網路模型與現代網路管理技術相結合,對於此類系統的研究和設計具有一定的借鑒意義和參考價值。
關鍵詞:BP神經網路;網路故障;SNMP;網路管理
1緒論
1.1研究背景與研究目的意義
中國互聯網路信息中心(CNNIC,2018)發布了截至2018年12月的第43次中國互聯網發展統計報告。根據該報告,截至2018年12月,中國互聯網用戶數量為8.29億,並且每年保持在5000多萬增量。而且這種趨勢將在未來幾年繼續保持。5G時代的來臨將會加快促進互聯網與其他產業融合,網路規模必然會進一步增大。
傳統的網路管理系統以分布式網路應用系統為基礎,採用軟體和硬體相結合的方式。SNMP協議是目前網路管理領域運用最為廣泛的網路管理協議,它將從各類網路設備中獲取數據方式進行了統一化,幾乎所有的網路設備生產廠商都支持此協議。然而傳統的基於SNMP的網路管理軟體大多基於C/S架構,存在著擴展性和靈活性差,升級維護困難等缺點,對網為網路的管理帶來了一定程度的不便。因此,基於三層的網管系統己經成為發展趨勢,隨著Web技術迅猛發展,誕生了以Web瀏覽器和伺服器為核心,基於B/S ( Browser/Server)架構的「Web分布式網路管理系統」,它具有不依賴特定的客戶端應用程序,跨平台,方便易用,支持分布式管理,並且可動態擴展和更新等優點。
本文將重點研究基於BP故障診斷模型,實現了一種以介面故障為研究對象的智能網路管理系統模型,並以此為基礎,設計與實現基於web的智能網路管理系統,不僅可以通過對網路數據實時監控,而且基於BP網路故障診斷模型可以診斷通信網中的介面故障,在一定程度上實現網路故障管理的自動化。該系統在保證網路設備提供穩定可靠的網路服務同時,也可以降低企業在維護網路設備上的成本。
1.2國內外研究現狀
網路設備管理是指對各種網路設備(如核心層、匯接層、接入層路由與交換設備、伺服器和計算機)進行各種操作和相關配置,管理伺服器(Manager)用來處理網路信息,配合管理伺服器對網路信息處理並管理的實體被稱為代理伺服器(Agent),被管對象是指用於提供網路服務或使用網路服務等設備的全部資源信息,各種不同的被管對象構成了管理信息庫。在實際的網路管理過程當中,管理伺服器和代理伺服器以及代理伺服器和被管對象三種實體之間都是通過規范的網路管理協議來進行信息的交互(王鶴 2015)。
相比國外的網路管理系統及產品,國內相應的網路管理系統和產品起步比較晚,但是隨著互聯網技術的發展網路管理軟體發展勢頭迅猛,誕生了很多優秀的網路管理軟體,這些軟體已經廣泛運用在我國網路管理領域。
1.2.1國外研究現狀
目前國外大型網路服務商都有與其產品相對應的網路管理系統。從最初步的C/S架構逐步過渡到現在的B/S架構。比較著名的:Cabletron系統公司的SPECTRUM,Cisco公司的CiscoWorks,HP公司的OpenView,Tivoli系統公司的TH NetView。這些網路管理產品均與自家產品相結合,實現了網路管理的全部功能,但是相對專業化的系統依舊採用C/S架構。
NetView這款管理軟體在網路管理領域最為流行。NetView可以通過分布式的方式實時監控網路運行數據,自動獲取網路拓撲中的變化生成網路拓撲。另外,該系統具有強大的歷史數據備份功能,方便管理員對歷史數據統計管理。
OpenView具有良好的兼容性,該軟體集成了各個網路管理軟體的優勢,支持更多協議標准,異種網路管理能力十分強大。
CiscoWorks是Cisco產品。該軟體支持遠程式控制制網路設備,管理員通過遠程式控制制終端管理網路設備,提供了自動發現、網路數據可視化、遠程配置設備和故障管理等功能。使用同一家產品可以更好的服務,因此CiscoWorks結合Cisco平台其他產品針對Cisco設備可以提供更加細致的服務。
Cabletron的SPECTRUM是一個具有靈活性和擴展性的網路管理平台,它採用面向對象和人工智慧的方法,可以管理多種對象實體,利用歸納模型檢查不同的網路對象和事件,找到它們的共同點並歸納本質。同時,它也支持自動發現設備,並能分布式管理網路和設備數據。
1.2.2國內研究現狀
隨著國內計算機發展迅猛,網路設備規模不斷擴大,拓撲結構復雜性也隨之日益增加,為應對這些問題,一大批優秀的網路管理軟體應運而生。像南京聯創OSS綜合網路管理系統、邁普公司Masterplan等多個網路管理系統。華為公司的iManager U2000網路管理系統,北京智和通信自主研發的SugarNMS開源網路管理平台,均得到較為廣泛應用。
Masterplan主要特點是能夠對網路應用實現良好的故障診斷和性能管理,適用於網路內伺服器、網路設備以及設備上關鍵應用的監測管理。
SugarNMS具有一鍵自動發現、可視化拓撲管理、網路資源管理、故障管理、日誌管理、支付交付等功能,並提供C/S和B/S兩種使用方式。
iManager U2000定位於電信網路的網元管理層和網路管理層,採用開放、標准、統一的北向集成,很大程度上縮短OSS集成時間,系統運行以業務為中心,縮短故障處理時間,從而減少企業故障處理成本。
近些年來,隨著人工智慧技術的崛起,越來越多的企業開始將人工智慧技術應用在網路管理上面,替代傳統的集中式網路管理方式。為了減小企業維護網路的成本,提高網管人員工作效率,智能化、自動化的網路管理系統成為許多學者研究的熱點。
1.3神經網路在網路管理中的適用性分析
網路管理的功能就是對網路資源進行管控、監測通信網路的運行狀態以及排查網路故障。管控網路資源,本質上就是管理員為了滿足業務需求下發相關設備配置命令改變網路設備狀態,以保證穩定的服務;監測網路運行狀態一般是指周期的或者實時的獲取設備運行狀態進行可視化,以方便管理員進行分析當前設備是否正常運行。排查網路故障是管理員通過分析網路設備運行數據與以往數據進行比較或者根據自身經驗進行分析,確定故障源頭、故障類別、產生原因、解決方法。故障排除是針對前一階段發現的網路故障進行特徵分析,按照診斷流程得出結果,執行特定的指令動作來恢復網路設備正常運行(洪國棟,2016)。
神經網路具有並行性和分布式存儲、自學習和自適應能力、非線性映射等基本特點。當下最為流行的神經網路模型就是BP(Back-Propagation)神經網路,是一種按照誤差逆向傳播演算法訓練多層前饋神經網路,屬於監督式學習神經網路的一種。該模型分為輸入層、隱含層以及輸出層,網路模型在外界輸入樣本的刺激不斷改變連接權值,將輸出誤差以某種形式通過隱含層向輸入層逐層反轉,使得網路輸出不斷逼近期望輸出,其本質就是連接權值的動態調整。BP神經網路擁有突出的泛化能力,善於處理分類問題。
BP網路是目前常用的誤差處理方式,在眾多領域得到了廣泛的應用,它的處理單元具有數據量大、結構簡單等特點,並且神經網路以對大腦的生理研究成果為基礎,模擬大腦某些機制與機理組成十分繁雜的非線性動力學系統,其在處理網路設備運行中的數據時以及在比較模糊信號問題的時候,能夠自主學習並得出需要的結果。能夠將模型中輸入輸出矢量進行分類、連接、來適應復雜的傳輸存儲處理。因此,本文會基於現有網路管理技術結合BP神經網路去解決網路故障問題。
1.4本文主要研究目標
1.4.1本文研究目標
針對傳統網路管理中故障方案的問題與不足,本文探究基於BP神經網路的方法來構建基於通信網介面故障診斷模型。通過構建的通信網介面故障診斷模型可以有效的診斷介面故障並判別出故障類型。推動現有網路管理系統更趨近於智能化。以此為基礎,分析、設計、實現基於三層架構的智能網路管理系統
1.4.2技術路線
智能網路研究首先要確定該系統的開發技術路線,課題研究的主要過程首先是在查閱相關科研資料的基礎上,搭建實驗環境。在保證網路正常通信的前提下採集各個埠的流入流出流量,記錄設備的運行狀態並對設備進信息進行管理。同時布置實驗環境相應故障,包括:改變埠狀態、更改埠ip地址、子網掩碼,採集通訊網路介面故障發生時網路拓撲中產生的異常數據。查閱BP神經網路在故障在診斷方面的相關論文,基於網路通訊設備介面的常見故障以及相關故障文檔構建BP神經網路故障模型,並判斷故障模型的有效性。逐步地實現系統的全部功能。最後進行系統測試,得出結論,應用於實際。
1.5本文組織結構
本文主要由六個章節構成,各章節主要內容如下:
第一章緒論。本章首先簡要介紹了網路管理系統當前的發展及應用現狀從而進一步分析出建立智能網路管理系統的重要意義。闡述了網路管理系統國內外研究現狀。最後論述了本文研究目的與組織結構。
第二章相關概念及相關技術。本章對SNMP的相關技術進行詳細介紹,SNMP組織模型 、SNMP管理模型、SNMP信息模型、SNMP通訊模型。然後對前端框架Vue和繪圖插件Echarts技術進行介紹,其次介紹了常見的故障分析技術,專家系統、神經網路等,最後對神經網路基本概念和分類進行簡要描述。
第三章基於BP神經網路故障推理模型。介紹了BP神經網路的基本概念、網路結構、設計步驟、訓練過程,以介面故障為例詳細介紹了BP神經網路故障模型的構建過程。
第四章智能網路管理系統分析與系統設計。首先進行了需求分析,其次對體系結構設計、系統總體模塊結構設計進行說明,對系統各個功能模塊分析設計結合活動圖進行詳細說明,最後對資料庫設計進行簡要說明。
第五章智能網路管理系統的實現。對整體開發流程進行了說明,對用戶管理模塊、配置管理模塊、設備監控模塊、故障診斷模塊實現流程進行描述並展示實現結果。
第六章系統測試與結論。並對系統的部分功能和性能進行了測試,並加以分析。
第七章總結與展望。總結本文取得的研究成果和存在的問題,並提出下一步改進系統的設想與對未來的展望。
2相關概念及相關技術
2.1網路管理概述
網路管理就是通過合適手段和方法,確保通信網路可以根據設計目標穩定,高效運行。不僅需要准確定位網路故障,還需要通過分析數據來預先預測故障,並通過優化設置來降低故障的發生率。
網路管理系統的五大基本功能,分別為:配置管理、性能管理、故障管理、計費管理和安全管理:
1)配置管理:配置管理是最重要和最基礎的部分。它可以設置網路通訊設備的相關參數,從而管理被管設備,依據需求周期的或實時的獲取設備信息和運行狀態,檢查和維護設備狀態列表,生成數據表格,為管理員提供參考和介面以更改設備配置。
2)性能管理:性能管理是評估系統網路的運行狀態和穩定性,主要工作內容包括從被管理對象獲取與網路性能相關數據,對這些數據進行統計和分析,建立模型以預測變化趨勢、評估故障風險,通過配置管理模塊修改網路參數,以確保網路性能最優利用網路資源保證通信網路平穩運行。
3)故障管理:故障管理的主要功能就是及時辨別出網路中出現的故障,找出故障原因,分析並處理故障。故障管理一般分為四個部分:(1)探測故障。通過被管設備主動向管理站發送故障信息或者管理站主動輪詢被管設備兩種方式發現故障源。(2)發出告警。管理站發現故障信息之後,會以簡訊、信號燈等方式提示管理員。(3)解決故障。對故障信息進行分析,明確其故障原因和類型,找到對應方法得以解決。(4)保存歷史故障數據。對歷史故障數據進行維護備份,為以後的故障提供一定依據,使得處理網路故障更為高效。
4)計費管理:計費管理主要功能是為客戶提供一個合理的收費依據,通過將客戶的網路資源的使用情況進行統計,例如將客戶消費流量計算成本從而向客戶計費。
5)安全管理:目的就是保證網路能夠平穩安全的運行,可以避免或者抵禦來自外界的惡意入侵,防止重要數據泄露,例如用戶的個人隱私泄露問題等。
根據網路管理系統的體系結構和ISO定義的基本功能,基於Web的網路管理系統基本模型如圖基於Web的網路管理系統基本模型所示,整個模型包括六個組成部分:Web瀏覽器,Web伺服器,管理服務集,管理信息庫,網路管理協議,被管資源。
2.2 SNMP協議
簡單網路管理協議SNMP(Simple Network Management Protocol),既可以作為一種協議,也可以作為一套標准。事實上SNMP己經成為網路管理領域的工業標准,從提出至今共有八個版本,在實踐中得到廣泛應用的有三個版本,分別是SNMPv1, SNMPv2c和SNMPv3(唐明兵2017)。最初的SNMPv1主要是為了滿足基於TCP/IP的網路管理而設計的,但是隨著網路管理行業的迅猛發展,第一版本的SNMP協議已經不適應網路行業的發展,身份驗證、批量數據傳輸問題等暴露導致SNMPv1難以支持日益龐大的網路設備。第二版本就演變成了一個運行於多種網路協議之上的網路管理協議,較第一版本有了長足的進步,不僅提供了更多操作類型,支持更多的數據類型而且提供了更加豐富的錯誤代碼,能夠更加細致的區分錯誤,另外支持的分布式管理在一定程度上大大減輕了伺服器的壓力。但是SNMPv2c依舊是明文傳輸密鑰,其安全性有待提高。直到1998年正式推出SNMPv3,SNMPv3的進步主要體現在安全性能上,他引入USM和VACM技術,USM添加了用戶名和組的概念,可以設置認證和加密功能,對NMS和Agent之間傳輸的報文進行加密,提升其安全性防止竊聽。VACM確定用戶是否允許特定的訪問MIB對象以及訪問方式。
2.2.1 SNMP管理模型與信息模型
SNMP系統包括網路管理系統NMS(Network Management System)、代理進程Agent、被管對象Management object和管理信息庫MIB(Management Informoation Base)四部分組成.管理模型圖如圖所示:
1)NMS稱為網路管理系統,作為網路管理過程當中的核心,NMS通過SNMP協議向網路設備發送報文,並由Agent去接收NMS發來的管理報文從而對設備進行統一管控。NMS可以主動向被管對象發送管理請求,也可以被動接受被管對象主動發出的Trap報文。
2)Agent相當於網路管理過程中的中間件,是一種軟體,用於處理被管理設備的運行數據並響應來自NMS的請求,並把結果返回給NMS。Agent接收到NMS請求後,通過查詢MIB庫完成對應操作,並把數據結果返回給NMS。Agent也可以作為網路管理過程中的中間件不僅可以使得信息從NMS響應到具體硬體設備上,當設備發生故障時,通過配置Trap開啟相應埠,被管設備也可以通過Agent主動將事件發送到NMS,使得NMS及時發現故障。
3)Management object指被管理對象。一個設備可能處在多個被管理對象之中,設備中的某個硬體以及硬體、軟體上配置的參數集合都可以作為被管理對象。
4)MIB是一個概念性資料庫,可以理解為Agent維護的管理對象資料庫,裡面存放了被管設備的相關變數信息。MIB庫定義了被管理設備的一系列屬性:對象的名稱、對象的狀態、對象的訪問許可權和對象的數據類型等。通過讀取MIB變數的值, Agent可以查詢到被管設備的當前運行狀態以及硬體信息等,進而達到監控網路設備的目的。Agent可以利用修改對應設備MIB中的變數值,設置被管設備狀態參數來完成設備配置。
SNMP的管理信息庫是樹形結構,其結構類型與DNS相似,具有根節點且不具有名字。在MIB功能中,每個設備都是作為一個oid樹的某分支末端被管理。每個OID(object identifier,對象標識符)對應於oid樹中的一個管理對象且具有唯一性。有了樹形結構的特性,可以高效迅速地讀取其中MIB中存儲的管理信息及遍歷樹中節點,讀取順序從上至下。目前運用最為廣泛的管理信息庫是MIB-Ⅱ,它在MIB-Ⅰ的基礎上做了擴充和改進。MIB-Ⅱ結構示意圖如2.3圖如所示:
(1)system組:作為MIB中的基本組,可以通過它來獲取設備基本信息和設備系統信息等。
(2)interfac組:定了有關介面的信息,例如介面狀態、錯誤數據包等,在故障管理和性能管理當中時常用到。
(3)address translation組:用於地址映射。
(4)ip組:包含了有關ip的信息,例如網路編號,ip數據包數量等信息。
(5)icmp組:包含了和icmp協議有關信息,例如icmp消息總數、icmp差錯報文輸入和輸出數量。
(6)tcp組:包含於tcp協議相關信息,例如tcp報文數量、重傳時間、擁塞設置等。應用於網路擁塞和流量控制。
(7)udp組:與udp協議相關,可以查詢到udp報文數量,同時也保存了udp用戶ip地址。
(8)egp組:包含EGP協議相關信息,例如EGP協議下鄰居表信息、自治系統數。
(9)cmot組:為CMOT協議保留
(10)transmission組:為傳輸信息保留
(11)snmp組:存儲了SNMP運行與實現的信息,例如收發SNMP消息數據量。
2.2.2 SNMP通訊模型
SNMP規定了5種協議基本數據單元PDU,用於管理進程與代理進程之間交換。
(1)get-request操作:管理進程請求數據。
(2)get-next-request操作:在當前操作MIB變數的基礎上從代理進程處讀取下一個參數的值。
(3)set-request操作:用於對網路設備進行設置操作。
(4)get-response操作:在上面三種操作成功返回後,對管理進程進行數據返回。這個操作是由代理進程返回給管理進程。
(5)trap操作:SNMP代理以非同步的方式主動向SNMP管理站發送Trap數據包。一般用於故障告警和特定事件發生。
SNMP消息報文包含兩個部分:SNMP報頭和協議數據單元PDU。根據TCP/IP模型SNMP是基於UDP的應用層協議,而UDP又是基於IP協議的。因此可以得到完整的SNMP報文示意圖如下:
(1)版本號表示SNMP版本,其中版本欄位的大小是版本號減1,如果SNMPv2則顯示的欄位值是1。
(2)團體名(community)本質上是一個字元串,作為明文密鑰在管理進程和代理進程之間用於加密傳輸的消息,一般默認設置成「public」。
(3)請求標識符(request ID)用於消息識別。由管理進程發送消息時自帶一個整數值,當代理進程返回消息時帶上該標識符。管理進程可以通過該標識符識別出是哪一個代理進程返回的數據從而找到對應請求的報文。
(4)差錯狀態(error status)表示出現錯誤時由代理進程返回時填入差錯狀態符0~5中的某一數字,數字對應相關錯誤信息。差錯狀態描述符如下表:
(5)差錯索引(error index)表示在通信過程當中出現上表2.2的差錯時,代理進程在應答請求時設置一個整數,整數大小對應差錯變數在變數列表中偏移大小。
(6)變數名-值對以key-value的方式存儲變數名稱和對應值。
(7)trap報文是代理進程主動向管理進程發送的報文,不必等待管理進程下一次輪詢。SNMPv2的trap報文格式較SNMPv1的trap報文格式更趨近於普通的SNMP響應報文,更加統一化。以SNMPv2為例的trap報文格式如下:
trap類型已定義的特定trap共有7種,後面的則是由供養商自己定製。Trap類型如下表所示:
2.2.3 SNMP組織模型
SNMP代理組織分成分散式和集中式模型。在分散模型中,每一個伺服器對應一個SNMP代理,可以理解為一一對應的關系,管理站分別與每個被管伺服器上的代理進行通信。
集中模型當中,在管理伺服器上只創建一個SNMP代理。管理站只與管理管理伺服器上的SNMP代理進行通信, SNMP代理接收來自某一固定區域的所有數據。如圖2.6所示:
2.3 Vue
為實現前後端分離開發的理念,Vue應運而生。作為構建用戶界面框架的Vue.js簡單易上手使得前端開發人員不必再編寫復雜的DOM操作通過this來回尋找相關節點,很大程度上提高了開發的效率。通過MVVM框架,可以自動完成視圖同步數據更新,在對實例new Vue(data:data)進行聲明後data中數據將與之相應的視圖綁定,一旦data中的數據發生變更,視圖中對應數據也會發生相應改變。Vue.js基於MVVM框架實現了視圖與數據一致性,MVVM框架可以分為三個部分:Model、ViewModel、View。MVVM框架模式:
Vue.js的理念是「一切皆為組件」,可以說組件是Vue.js的最強大功能。組件可以擴展HTML元素,將HTML、CSS、JavaScript封裝成可重用的代碼組件,可以應用在不同的場景,大大提高效率。它與傳統的JavaScript相比,採用虛擬DOM渲染頁面。當有數據發生變更時,生成虛擬DOM結構與實際頁面結構對比,重新渲染差離部分,進一步提供了頁面性能。
2.4 Echarts
Echarts(Enterprise Charts),它是由網路公司研發的純JavaScript圖表庫,可以流暢的運行在PC和移動設備上。ECharts兼容當前主流瀏覽器,底層依賴輕量級Canvas庫ZRender,Echarts提供直觀、生動、交互性強、高度自定義化的可視化圖標。ECharts包含了以下特性:
1)豐富的可視化類型:既有柱狀圖、折線圖、餅圖等常規圖,也有可用於地理數據可視化的熱力圖、線圖等,還有多維數據可視化的平行坐標。
2)支持多種數據格式共存:在4.0+版本中內置的dataset屬性支持直接傳入包括二維表中。
3)多維數據的支持:可以傳入多維度數據。
4)移動端優化:特別針對移動端可視化進行了一定程度優化,可以使用手指在坐標系中進行縮放、平移。
5)動態類型切換:支持不同類型圖形隨意切換,既可以用柱形圖也可以用折線圖展示統一數據,可以從不同角度展現數據。
6)時間軸:對數據進行可視化的同時,可以分為周期或者定時進行展示,所有利用時間軸可以